化工類本科教育中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

陳紅萍　侯彩霞

【摘 要】本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)取決于對學生的引導和對教師的要求。本文結合化工原理教學的體驗，闡述了創(chuàng)新能力培養(yǎng)中對學生學習意識和自我培養(yǎng)的引導。同時，對教師傳授知識的方法提出要求，問題式教學和工程師的思維引導。

【關鍵詞】化工 本科學生 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是素質教育的重中之重。對于化工類本科生，創(chuàng)新能力主要是對科學和工程

問題的重大革新和改進的能力，如進行新技術、新工藝和新方法等的提出。如何培養(yǎng)和提高學生創(chuàng)新能力，使學生真正具備提出問題、分析問題和解決問題的科技創(chuàng)新能力，專業(yè)基礎課和專業(yè)課教學是相當重要的一個環(huán)節(jié)。

一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)中對學生的引導

1.狠抓基礎理論教育，使學生有扎實的基礎

專業(yè)基礎扎實是科技創(chuàng)新的前提?；ぴ碚n程是化工類本科生的一門綜合性技術基礎課，它是綜合運用數(shù)學、物理、化學等基礎知識分析和解決化工過程中各種單元操作問題的工程學科。從基礎理論、設備構造、設計方法、工程操作等方面對學生進行全面訓練。化工原理的基礎理論就是各單元操作的原理，而各單元操作的原理又是基本理論在解決實際問題中的應用。從基礎理論到實際問題的解決需應用到高等數(shù)學的建模知識，將實際問題數(shù)學化，需要學生有扎實的數(shù)學基礎；各單元操作設備的構造、設計方法及相關的計算，需要應用到立體幾何、機械制圖、數(shù)值計算、經(jīng)濟分析等一系列基礎知識作鋪墊；工程操作所需基礎知識就更多了。學生只有在牢固掌握基礎知識的前提下，對科學問題才能夠融會貫通，舉一反三地進行科學思考。

2.從書本知識走向實踐，培養(yǎng)工程意識

用數(shù)學知識解決實際問題，尤其是多影響因素下的實際問題，往往使學生感覺到一頭霧水。如何將實際問題理想化——可以建模，將數(shù)學知識實際化——可以解決實際問題，這就是工程觀點?；ぴ碓诮鉀Q學生工程觀點培養(yǎng)方面投入較大力度。首先，在課堂講授上明確解決問題的思路：實際物系理想化——理想物系實際性處理，用量綱分析法解決多因素影響參數(shù)的確定，從而用基礎理論解決實際問題。其次，是多安排實踐教學內容，使其在實踐過程培養(yǎng)工程觀點，增強其綜合分析問題解決問題的能力?；ぴ韺嵺`內容包括認識實習、課程實驗和課程設計等。認識實習使學生接觸到了實際的生產(chǎn)過程和設備，使其對處理問題的對象有了感性的認識，有利于對課程內容的理解和掌握。實驗課程使學生在實驗室接觸到了各單元操作的設備及具體操作，并就實驗中的問題進行思考并提出解決辦法，提高了學生動手的能力和綜合分析和處理問題的能力，并對課堂所學的理論知識有了進一步的理解和認識。課程設計是學生對所學知識的一個綜合運用過程，通過一人一題的課程設計，學生在完成整個設計過程，進行了信息查閱、數(shù)據(jù)查詢、工藝優(yōu)化選擇、設計計算、繪圖、撰寫設計說明書等綜合能力的訓練。對課堂所學理論知識有了更深的理解和認識，更重要的是鍛煉了他們理論結合實際的能力。實踐課程加強了工程意識教育，突出了工程特點，使其逐步形成了工程觀念。

3.培養(yǎng)學生的主動學習意識和學習能力

在課堂上，教師通過細化的講解，把課本中的基礎知識、基本技能、基本概念、基本原理講授給學生。但“為什么學習這些，學了這些有什么用？”是很多同學學習過程中的迷茫。例如，學習吸收單元操作時，需講授單向擴散，內容比較枯燥難懂，主動學習的可能性不大。如果我們先用工業(yè)上的例子講起，讓洗油只吸收苯，不吸收或少吸收其他組分，這時在洗油表面就存在這樣一種現(xiàn)象，洗油表面富集其他組分而苯含量很低，怎么讓苯吸收得盡可能多，就需知道苯的傳質受哪些因素影響，推導出傳質速率方程，從而可以使學生帶著欲望來學習。有些問題提出后，可以作為作業(yè)留下，讓學生自己去尋求答案，學生在找答案過程中學習能力得到提高。

4.培養(yǎng)學生的洞察力，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力

觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)，是建立在理論知識教育和技術技能學習基礎上。主體活動的積極性，求知欲望和知識經(jīng)驗是能否發(fā)現(xiàn)問題的三個主要因素。只有具備了扎實的基礎知識，才能發(fā)現(xiàn)問題；求知欲望越強烈的人，就越容易發(fā)現(xiàn)問題。活動經(jīng)驗越豐富，活動范圍越廣，活動的積極性越高，越能發(fā)現(xiàn)問題。創(chuàng)造性地解決問題是創(chuàng)造性思維的目的?；ぴ韽膶I(yè)課的學習和實踐教學環(huán)節(jié)兩方面實現(xiàn)這一能力培養(yǎng)。在理論知識和實踐認知環(huán)節(jié)上，從動畫素材的演示和實驗過程中觀察現(xiàn)象，提出問題、分析問題并加以總結，在此基礎上進行歸納、分析，發(fā)現(xiàn)事物本質。通過不斷地訓練和實踐活動，提高學生的觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。

二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)中對教學的要求

1.問題式教學

問題意識是思維的動力，我們在教學的過程中，通過引發(fā)問題意識，來啟發(fā)學生的思維。在理論課教學中，教師巧妙提出問題，讓學生在思考中跟上老師的思路。在關鍵時刻進行反問，使學生在積極思考中接受知識，而不是被動地往“口袋”裝。例如，在講到“流體流動”單元操作的時候，提出同學在做真空抽濾實驗時，抽濾瓶液滿了，不能停，怎么向外放液，從而引出連續(xù)操作的真空裝置排液問題，從而提出“水封”。在反復的提問中，讓大家提出各種設想，在綜合分析各種解決方法的同時，對于學生思維的啟迪和思路的開拓具有重要的意義。

化工原理涉及到的全是生產(chǎn)中的實際問題，各單元操作的具體問題很多，如何提出問題，提出什么樣的問題才能使學生領會到“單元操作原理是什么樣的？如何運用這樣的理論思考問題、分析問題和解決問題”是講課的關鍵。

2.“零適應期”教學

化工專業(yè)課教學需要面向企業(yè)，面向生產(chǎn)實踐。教材側重于基礎理論，教學需要結合實際使用和教材講授。河北理工大學屬地方院校，畢業(yè)生大多面向地方企業(yè)就業(yè)。因此，在教學過程中，多以地方工廠一個具體的單元操作為背景講授整個單元的全過程。既力求把基礎理論講清楚，又傳授學生面對工程實際問題如何應用這些基礎理論。如精餾單元操作講授中，我們以粗苯精餾為例，首先，講解如何利用物質的沸點不同進行分離。同時，引導學生利用網(wǎng)絡資源查閱粗苯的組成，各物質的物性數(shù)據(jù)，展開討論，如何將粗苯制成各苯產(chǎn)品，采用什么樣的精餾工藝流程，進而給出了精餾的原理及所需設備。其次，是考察設備和操作條件的確定，如何獲得合格產(chǎn)品，即理論板數(shù)數(shù)的求取和回流比的確定。最后，根據(jù)工藝要求設計設備和工藝條件。操作過程中參數(shù)的改變會導致的結果及塔異常操作的原因及故障處理，又可激發(fā)學生對工作的嚴謹態(tài)度。學生在學習時沉浸在生產(chǎn)實際中的成就感，進工廠后，有一種曾經(jīng)經(jīng)歷的感覺，從而較快地進入生產(chǎn)角色，達到“零適應期”的目的。也可在生產(chǎn)中盡快找到問題，運用所學理論分析和解決問題。